航空、航天、临近空间 如何区分 你用对了吗?

  航空、航天、临近空间……最近几年,这些词语频频出现在报刊杂志、网络媒体上,它们的发展日新月异,时不时就能看到相关报道。但若问什么叫航天?什么叫航空?什么叫“临近空间”?它们之间有什么不同?恐怕有不少人要上网查一查才能做出准确的回答。

  近几年,在和朋友聊天过程中、在相关报道词语使用上、在一些演讲、访谈节目中,发现很多人对这几个概念还没有真正理解,经常用错,可以说用错的现象非常普遍了,有孩子、有大人……

  今天,“航天面面观”就跟大家聊一聊这几个词语的由来、区别,希望大家看过此文后能正确区分、运用这几个词语,希望“航空航天”傻傻分不清楚的状况不再出现,以后,当你的朋友用错时,你还能“炫耀”一下呢,哈哈,希望大家把此文分享给你的小伙伴,慢慢普及开来,相信用错的情况就会越来越少了。

  如何区分“航空”“航天”“临近空间”这几个概念呢?这就不得不提到“大气层”。地球表面有相对稀薄的一层混合气体,由78%氮气,21%氧气,少量二氧化碳和水汽构成。受重力影响,这些气体均匀分布在地球表面,我们称之为大气层。简单来讲,所谓“航空”,就是人类在地球大气层中的活动,所使用的飞机、直升机、飞艇和气球等飞行器统称为“航空器”。所谓“航天”,就是人类冲出地球大气层,到宇宙太空中去活动,即宇宙航行。它所使用的是航天器及其运载火箭。

  航空和航天到底以什么为界限呢?目前国际上观点不一,还没有非常明确的划分,但为了有一个相对通用的标准,国际航空联合会定义了一个概念——卡门线(Kármán line)

  把卡门线作为大气层和太空的界线公里。卡门线外为太空。该线以西奥多·冯·卡门(Theodore von Kármán,钱学森的老师)命名。

  这个概念被定义后,国际上慢慢就接受了这一概念,现在成为了一种标准,很多搞航天的网上手游棋牌,手机现金棋牌,九乐棋牌中飞禽走兽都把自己的飞行器越过卡门线作为基准,在报道时也会重点提及这条100公里的高度线,以此来证明自己有能力搞航天。

  临近空间(Near space),这也算是一个新词吧,它是指距地面20~100公里的空域,航空与航天的空间结合部。是人类还未大规模开发的空白区域,具有非常重要的战略意义和利用价值。这个区域高于商用飞机的飞行空域,但低于轨道卫星。尽管部分飞机和卫星、飞船在技术上也能够到达临近空间,但要长期停留必须消耗大量燃料。“临近空间飞行器”闪亮登场。

  近几年,一些临近空间飞行器相继亮相。我们国家也在搞相关方面的研究,未来乘坐临近空间飞行器去高空旅旅游还是很有可能的。除了载人旅游之外,临近空间还是一个可提供全天候高速率无线网络覆盖、高分辨率地理测绘、高空交通指挥、对地高精度监控、对天高清晰成像等科学研究和新型空间服务的理想区域。与同步卫星系统相比,临近空间飞行器具有通信距离短、传播损失低、延迟少且寿命长的特点,可大幅降低地面设施建设的费用,减少对周围环境的辐射污染,造价和产生的通讯资费相比同步卫星平台和铺设光缆都更便宜。目前,对临近空间的探索已经引起了高度关注和重视,多国政府、科研机构及高科技巨头都已经加强了对临近空间的科学探索。

  2017年10月25日凌晨3时57分,光启自主研制的临近空间飞行器“旅行者”3号(海口号),在新疆携带一只活体乌龟成功进入海拔21公里的临近空间,开展实验任务和进行关键技术验证,并于10月25日8点28分降落在预定区域,被成功回收。

  好了,现在大家对“航空”“航天”“临近空间”这几个概念有大致了解了吧?希望大家正确区分,以后不要再用错了哦。

  航天器在大气层外飞行,运行轨道的近地点高度至少在100km以上。航空器在稠密大气层中飞行,飞行高度有限,我们把这一点归为“飞行环境”因素吧,除了“飞行环境”不同,航空与航天还有哪些不同呢?

  航天器依靠火箭动力飞行,火箭自带燃烧剂和氧化剂来提供动力。飞行原理依据牛顿第三定律,即作用力和反作用力原理。而航空器应用吸气发动机提供推力,只自带燃烧剂,氧化剂来自于吸收空气中的氧气。并且,飞机、直升机等航空器还是依靠空气动力克服自身重力升空的。

  为了克服和摆脱万有引力的作用,航天器需要达到足够的速度才能够实现太空飞行。

  要冲出大气层,理论上必须达到7.9km/s的第一宇宙速度;摆脱地球引力进入太阳系,理论上必须达到11.2km/s的第二宇宙速度;要摆脱太阳引力进入银河系必须达到16.6km/s的第三宇宙速度。而航空器的速度就低得多,现代飞机最快速度将近10马赫(一马赫即一倍音速),取音速为340m/s,计算下来最快飞行速度大约为3.4km/s,和第一宇宙速度比起来还是有很大差距的。

  航天器在轨可持续工作时间很长。比如“旅行者1号”(Voyager 1),1997年升空,如今已经飞行了近41年了,距地球距离达到了200多亿公里,成为飞得最远的人造航天器。航空器呢,它的活动范围和工作时间则很有限,如飞机的最长飞行时间不超过一昼夜,航程最大约20000km。

  航天器的发射,一般由运载火箭垂直升空完成。在发射过程中,运载火箭要转向、逐级脱离并送航天器入轨。

  返回时,航天器必须经历离轨、过渡、再入和着陆四个阶段,难度远远高于航空器的降落。航空器以飞机为例,它的升空是从地面到安全高度的一个加速的运动过程,降落时需要经过下滑和着陆,困难程度大大小于航天器。

  2018年7月12日,C919大型客机102架机从上海浦东机场起飞,历经1小时46分的飞行,平稳降落在山东东营胜利机场。

  可见,航空和航天尽管在多方面互有联系,但互相之间也有很大的差别,了解后就不容易混淆了。“航天”一词,并不是由来已久,那么它是怎么产生的呢?与它很像的“航宇”又是指什么呢?

  1957年10月4日,苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星,称作“斯普特尼克一号”(Sputnik-1)。当时,中国还没有“航天”一词,更没有“航天器”一词。人们把在地球大气层以外空间飞行的各类飞行器称为“空间飞行器”“星际航行”或“宇宙航行”。例如:著名科学家钱学森,在1963年出版的一本专著就叫做《星际航行概论》。

  提到航天一词,就不能不说起钱学森。他不仅是中国航天之父,同时也是航天一词的首创者。

  20世纪60年代后期,钱学森研究了星际航行的历史现状和未来发展,他认为现阶段人类还只能在太阳系内航行,在太阳系内的航行可以称为“航天”并可与中国已有的“航海”空”词汇相对应,将来飞出太阳系到其他恒星的航行,可以称为“航宇”。这样,中国就有了“航天”一词。“航天”一词很快就被中国科学技术界普遍接受。

  因此,我们将有关的事业、单位、人员和飞行器,都冠以“航天”的头衔,如航天事业、航天局、航天员和航天器等等。

  宇宙航行的范围过于宽广。我们知道,地球只不过是太阳系八大行星中一颗中等大小的行星,与太阳的距离约1.5亿千米,即1个天文单位。而最远的冥王星,离太阳近40天文单位。如果以彗星的活动范围计算,太阳系的半径为23万天文单位。但太阳只不过是银河系中一颗中等大小的恒星,银河系中有1000多亿颗恒星,银河系的半径达5万光年。光年是光行进1年的距离,光速为30万千米/秒,1光年大约是10万亿千米。可是,在宇宙中,有1000多亿个像银河系一样的星系, 统称河外星系,宇宙的尺度以100亿光年计算。

  同时,冲出地球大气层在太阳系范围内活动,与冲出太阳系在银河系活动,它们对科学技术的要求不可同日而语。离太阳最近的恒星比邻星,距离太阳达4.2光年,若以第三宇宙速度前往,即以16.7千米/秒的速度惯性飞行,需要7.5万多年,到最近的河外星系——仙女座星系,则需要460多亿年,因此,这是目前的技术所远远不能胜任的。

  正是由于上述原因,我国著名科学家钱学森认为,宇宙航行应划分为两个阶段,第一阶段是在太阳系内活动,叫航天;第二阶段是到银河系乃至河外星系活动,叫航宇。他还指出,要实现航宇的理想,科学技术还需要若干次大的飞跃。

  星空浩瀚无比,探索永无止境。我个人很喜欢这样一段话:“人类还没有达到让每一个个体都有探索太空或扬帆远航的水平,但正是因为有他们这样一群敢上天摘星、下海捞月的人,我们才得以有幸窥见造物主赐予我们的万分之一的瑰丽和壮美。” 是的,感谢这些无所畏惧的探索者们,向他们致敬!

  希望航天技术不断发展,希望我们的航天器能飞得越来越快,希望我们的探索之路能走得越来越远!

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